KR102293141B1 - 수상 부유 시설물용 부력체 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 수면 상에서 부유하도록 부력을 가지며, 파도의 충돌시 전면부에서 후면부로 유체가 유입된 후 배출되게 가이드하는 소파구가 관통 형성된 본체, 본체의 상면에 결합 설치하며, 상부에는 발전설비를 연결 지지하는 프레임을 삽입상태로 배치할 수 있도록 삽입홈부가 형성된 연결상판을 구비하며, 연결상판의 면적은 본체의 상면 면적보다 크게 형성되어, 연결상판의 가장자리가 본체의 상면 가장자리보다 외측으로 돌출되게 배치하는 수상 부유 시설물용 부력체를 제공한다.

Description

수상 부유 시설물용 부력체{Buoyancy structure for floating offshore structure}

본 발명은 수면 상에 부유 시설물을 안정적인 자세로 부유하도록 연결 지지하는 수상 부유 시설물용 부력체에 관한 것이다.

일반적으로, 해상 부유 시설물은 해상에 떠 있는 상태로 계류될 수 있는 것으로, 계류된 상태에서 발전, 화석연료의 채취, 생산, 정체, 저장 및/또는 하역 등의 다양한 종류의 일을 하는 것들이 있다. 특히, 해상 부유 시설물은 기능, 구조, 계류 방식 등에 따라 다양한 종류로 분류되고, 있는데, 예를 들면 SEMI(Semi-submersibe), TLP(Tensioned Leg Platform), SPAR, FPSO(Floating, Production, Storage and OFFloading), FSRU 또는 시추용 리그(Rig) 등으로 칭해지는 많은 종류의 해상 부유 시설물이 있다.

한편, 부지 비용, 설치 규모의 제한, 인근 주민 등의 어려움과 같은 여러 가지 이유로 근래 들어 풍력이나 태양광과 같은 발전용도의 해상 부유 시설물에 대한 관심이 크게 증가하고 있다.

이러한, 발전 설비가 구비된 부유 시설물은 발전효율을 증대시킬 수 있게 수면 상에서 안정적으로 부유하도록 계류장치를 구비한다. 여기서, 계류장치는 앵커를 수면 아래의 바닥에 고정한 상태로 앵커와 부유 시설물을 로프로 연결하나, 이같은 로프를 이용한 계류장치는 부유 시설물에 가해지는 풍 하중 및 파도와 같은 유체력 또는 수위변화에 의해 부유 시설물에 연결되는 로프 단부에 응력이 집중되면서 파손의 위험성을 내재하는 문제점이 있다.

따라서, 근래에는 부유 시설물을 파도와 같은 유체력을 감소시키도록 수면이나 해저에 소파설비를 설치한다. 그러나, 종래의 소파 설비는 부유 시설물과는 별도의 시설로 설치가 이루어지게 되는 바, 설치 비용이 많이 소요됨과 더불어 소파 설비가 부유 시설물과 충돌하는 문제점이 있다.

이러한, 부유식 소파 장치에 관한 기술은, 대한민국등록특허 제10-1737278호(2017.05.22)에 제시된다.

본 발명은, 파도와 같은 유체력을 감소시켜 발전설비같은 부유 시설물을 안정적인 계류상태로 부유되게 하는 수상 부유 시설물용 부력체를 제공하는데 목적이 있다.

본 발명은, 수면 상에서 부유하도록 부력을 가지며, 파도의 충돌시 전면부에서 후면부로 유체가 유입된 후 배출되게 가이드하는 소파구가 관통 형성된 본체, 상기 본체의 상면에 결합 설치하며, 상부에는 발전설비를 연결 지지하는 프레임을 삽입상태로 배치할 수 있도록 삽입홈부가 형성된 연결상판을 구비하며, 상기 연결상판의 면적은 본체의 상면 면적보다 크게 형성되어, 연결상판의 가장자리가 본체의 상면 가장자리보다 외측으로 돌출되게 배치하는 수상 부유 시설물용 부력체를 제공한다.

또한, 상기 소파구는 파도가 부딪힌 후 유체의 유입이 이루어지는 본체의 전면부에서 유체의 배출이 이루어지는 본체의 후면부로 갈수록 직경이 작아지도록 형성될 수 있다.

또한, 상기 소파구는 유체의 유입이 이루어지는 본체의 전면부에서 구형 수직단면을 가지며, 유체의 배출이 이루어지는 본체의 후면부에서 타원형 수직단면을 가질 수 있다.

또한, 상기 소파구는 본체의 전면부에서 후면부로 갈수록 하향 경사지게 배치되도록 형성될 수 있다.

본 발명에 따른 수상 부유 시설물용 부력체는, 발전설비를 부유상태로 지지하는 본체에 파도의 충돌시 소파구를 통해 유체가 본체의 내측으로 유입된 후, 다시 본체의 외부로 배출되게 하면서 파도 및 파랑의 에너지를 감소시킴과 더불어, 본체에 충돌된 유체가 연결상판에 의해 본체의 상방으로 이동되는 것을 차단시켜 발전설비가 파손되는 것을 방지할 수 있게 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 수상 부유 시설물용 부유체의 사시도이다.
도 2는 도 1에 나타낸 Ⅱ-Ⅱ선에 따른 단면도이다.
도 3 및 도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 수상 부유 시설물용 부유체의 사시도이다.
도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 수상 부유 시설물용 부유체의 단면도이다.

이하 첨부된 도면을 참조로 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 수상 부유 시설물용 부유체의 사시도이며, 도 2는 도 1에 나타낸 Ⅱ-Ⅱ선에 따른 단면도이다. 도 1 및 도 2를 참조하면, 일 실시예의 수상 부유 시설물용 부력체는, 본체(100), 연결상판(200)을 구비한 상태로 상부에 태양광이나 풍력을 통해 발전이 이루어지게 하는 발전설비(도면미도시)를 수면 상에서 부유하도록 지지한다.

상기 본체(100)는 발전설비를 부유상태로 지지하도록 부력을 발생시키는 부분이다. 더불어, 본체(100)는 파도와 충돌시 파도 및 파랑의 에너지를 감소시켜 발전설비를 수면 상에 안정적인 계류상태로 유지시켜 발전설비를 통한 안정적인 발전이 이루어질 수 있게 한다. 여기서, 본체(100)는 자체적으로 부력을 가지는 재질로 이루어지며, 직육면체 형상을 가지는 것으로 도시하였으나 이에 한정하지 않고 다양한 형상으로 형성될 수 있음은 물론이다.

그리고, 상기 본체(100)의 상면에는 이후 설명될 연결상판(200)의 삽입홈부(210)를 삽입되게 할 수 있도록 삽입홈부(210)에 대응되게 설치홈(101)이 형성될 수 있다.

또한, 상기 본체(100)에는 파도의 충돌시 파도 및 파랑의 에너지가 본체(100)의 내부로 유입되면서 본체(100)의 내부에서 충돌한 후, 다시 본체(100) 외부로 배출되면서 파도 및 파랑의 에너지 감소효율이 증대되게 하는 소파구(110)가 형성될 수 있다. 이러한, 소파구(110)는 파도가 부딪힌 후 유체의 유입을 이루어지게 하도록 본체(100)의 전면부에 입구부(110a)가 형성되고, 본체(100)의 후면부에 유체의 배출이 이루어지게 하는 출구부(110b)가 위치하도록 본체(100)의 내측에 형성된다. 더불어, 소파구(110)는 유체의 유입을 통한 파도 및 파랑의 에너지 감소효율을 증대시킬 수 있도록 본체(100)에 상호 이격상태로 나란하게 복수개가 형성될 수 있다.

또한, 상기 본체(100)의 전면부, 즉 파도가 충돌되는 면부에는 상호 이격되게 복수의 충돌돌기(도면미도시) 및 충돌홈(도면미도시)이 형성되어, 파도가 전면부에 충돌시 분산되게 하면서 파도 및 파랑의 에너지가 본체(100)에 전달되는 것을 감소시킬 수 있게 한다.

여기서, 상기 소파구(110)는 본체(100)의 전면부에 형성된 입구부(110a)에서 본체(100)의 후면부에 형성된 출구부(110a) 갈수록 직경이 작아지도록 형성되어, 본체(100)의 전면부에서 유입되는 유체의 양에 비해 본체(100)의 후면부를 통해 배출되는 유체의 양을 감소되게 함과 더불어 본체(100)의 내면과 충돌이 이루어지게 하면서 유체의 배출시 파도 및 파랑의 에너지를 줄일 수 있게 한다.

도 3 및 도 4를 참조하면, 다른 실시예에 따른 소파구(120)에 따른 본체(100)의 사시도로서, 유체의 유입이 이루어지는 본체(100)의 전면부에 형성된 입구부(120a)는 구형 수직단면을 가지며, 유체의 배출이 이루어지는 본체(100)의 후면부에 형성된 출구부(120b)는 타원형 수직단면을 가지는 형태로 형성될 수 있다. 따라서, 소파구(120)의 입구부(120a)를 통해 유입되는 유체가 출구부(120b)를 통해 배출시, 본체(100)의 내면에 충돌 및 유동의 변화가 발생되게 하면서 유체의 배출유량을 감소시켜 파도 및 파랑의 에너지를 줄일 수 있게 한다. 여기서, 입구부(120a)의 면적과 출구부(120b)의 면적은 동일하게 형성될 수 있으나, 이에 한정하지 않고 출구부(120b)의 면적이 입구부(120a)의 면적보다 작게 형성될 수도 있음은 물론이다.

도 5를 참조하면, 상기 소파구(110,120)는 본체(100)의 전면부에서 후면부로 갈수록 하향 경사지게 배치될 수 있다. 즉, 소파구(110,120)는 본체(100)의 전면부에 형성된 입구부(110a,120a)가 본체(100)의 후면부에 형성된 출구부(110b,120b)보다 상방에 위치되게 하면서 입구부(110a,120a)로 유입된 유체가 출구부(110b,120b)를 통해 수중으로 배출되게 하면서 파도 및 파랑의 에너지를 감소효율을 증대되게 함과 더불어 출구부(110b,120b)를 통해 배출되는 유체가 후방의 다른 부유체나 본체(100)에 충돌하는 것을 방지한다.

더불어, 상기 본체(100)의 내측에는 복수의 소파구(110,120)를 상호 연결하는 연결유로(도면미도시)가 형성될 수도 있다. 이러한, 연결유로는 소파구(110,120)로 유입된 유체의 일부를 전달받은 후, 다시 인접한 소파구(110,120)로 배출되게 하면서 유체의 상호 충돌이 이루어지게 하면서 소파구(110,120)로 유입된 파도 및 파랑의 에너지의 감소효율을 증대되게 한다.

상기 연결상판(200)은 발전설비(도면미도시)를 연결 지지하는 각관 형태의 프레임(도면미도시)을 결합 지지함과 더불어 본체(100)의 전면부나 후면부 또는 양측면부에 충돌한 유체가 상부의 발전설비 방향으로 이동하는 것을 차단시키는 판 형태를 가지는 부분이다. 이러한, 연결상판(200)은 본체(100)의 상면에 볼트와 같은 체결부재나 용접을 통해 고정상태로 결합 설치한다.

그리고, 상기 연결상판(200)에는 본체(100)의 상면에 형성된 설치홈(101)에 대응되게 삽입되도록 하방으로 절곡되게 삽입홈부(210)가 형성될 수 있다. 이러한, 삽입홈부(210)는 프레임을 삽입 배치된 상태로 결합할 수 있게 함으로써, 프레임에 수평 외력이 발생할 경우 휨이 작아지게 하면서 발전설비를 안정적으로 지지할 수 있게 한다.

또한, 상기 연결상판(200)의 면적은 본체(100)의 상면 면적보다 크게 형성됨으로써, 연결상판(200)의 가장자리가 본체(100)의 상면 가장자리보다 외측으로 돌출되게 배치한다. 이같이, 연결상판(200)의 가장자리가 본체(100)의 상면 가장자리보다 외측으로 돌출될 경우, 본체(100)의 외측면에 충돌하는 파도 및 파랑의 에너지가 상승하는 것을 차단하여, 프레임이나 발전설비로 파도 및 파랑의 에너지가 충돌하는 것을 방지하면서 프레임이나 발전설비의 손상이 발생하는 것을 방지할 수 있다. 여기서, 본체(100)의 상면 가장자리보다 외측으로 돌출된 연결상판(200)의 가장자리 부분 저면에는 파도 및 파랑의 에너지가 충돌시 접촉면적 및 분산효과를 증대시킬 수 있도록 상호 이격되게 복수의 돌기부(도면미도시)가 돌출 형성될 수 있다.

더불어, 상기 연결상판(200)의 상면 가장자리에는 연결상판(200)의 상면에 수직방향으로 상방으로 돌출되게 망 구조의 가림대(도면미도시)를 결합 구비할 수 있다. 이러한, 가림대는 연결상판(200)의 상부에 설치하는 발전설비 중 태양광에 의한 발전설비를 설치할 경우, 발전설비로 풍 하중이 전달되는 것을 감소시켜 발전설비가 본체(100) 상에 안정적으로 설치된 상태를 유지할 수 있게 한다.

이와 같이, 일 실시예에 따른 수상 부유 시설물용 부력체는, 발전설비를 지지하는 본체(100)에 파도의 충돌시 소파구(110)를 통해 유체가 본체(100)의 내측으로 유입된 후, 다시 본체(100)의 외부로 배출되게 하면서 파도 및 파랑의 에너지를 감소시킴과 더불어, 본체(100)에 충돌된 유체가 연결상판(200)에 의해 본체(100)의 상방으로 이동되는 것을 차단시켜 발전설비가 파손되는 것을 방지할 수 있게 한다.

본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.

100: 본체 101: 설치홈
110,120: 소파구 110a,120a: 입구부
110b,120b: 출구부 200: 연결상판
210: 삽입홈부

Claims (4)

1. 수면 상에서 부유하도록 부력을 가지며, 파도의 충돌시 전면부에서 후면부로 유체가 유입된 후 배출되게 가이드하는 소파구가 관통 형성된 본체와;
   상기 본체의 상면에 결합 설치하며, 상부에는 발전설비를 연결 지지하는 프레임을 삽입상태로 배치할 수 있도록 삽입홈부가 형성된 연결상판;을 구비하며,
   상기 연결상판의 면적은 본체의 상면 면적보다 크게 형성되어, 연결상판의 가장자리가 본체의 상면 가장자리보다 외측으로 돌출되게 배치하고,
   상기 본체의 전면부에는 상호 이격되게 복수의 충돌돌기 및 충돌홈이 형성되어, 파도가 전면부에 충돌시 분산되게 하면서 파도 및 파랑의 에너지가 본체에 전달되는 것을 감소되게 하며,
   상기 본체의 내측에는 복수의 소파구를 상호 연결하는 연결유로가 형성되어, 소파구로 유입된 유체의 일부가 연결유로로 전달된 후, 다시 인접한 소파구로 배출되게 하면서 유체의 상호 충돌을 유발시켜 소파구로 유입된 파도 및 파랑의 에너지의 감소효율을 증대시키고,
   상기 본체의 상면 가장자리보다 외측으로 돌출된 연결상판의 가장자리 부분 저면에는 파도 및 파랑의 에너지가 충돌시 접촉면적 및 분산효과를 증대시킬 수 있도록 상호 이격되게 복수의 돌기부가 돌출 형성되고,
   상기 연결상판의 상면 가장자리에는 연결상판의 상면에 수직방향으로 상방으로 돌출되게 망 구조의 가림대를 결합 구비하는 수상 부유 시설물용 부력체.
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 소파구는 파도가 부딪힌 후 유체의 유입이 이루어지는 본체의 전면부에서 유체의 배출이 이루어지는 본체의 후면부로 갈수록 직경이 작아지도록 형성된 수상 부유 시설물용 부력체.
3. 청구항 1에 있어서,
   상기 소파구는 유체의 유입이 이루어지는 본체의 전면부에서 구형 수직단면을 가지며, 유체의 배출이 이루어지는 본체의 후면부에서 타원형 수직단면을 가지는 수상 부유 시설물용 부력체.
4. 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 소파구는 본체의 전면부에서 후면부로 갈수록 하향 경사지게 배치되도록 형성된 수상 부유 시설물용 부력체.
   
   

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